浮式半轴在实际使用条件下承受一定的弯矩，弯曲应力约为5～70MPa。具有全浮式半轴的驱动桥的外端结构较复杂，需采用形状复杂且质量及尺寸都较大的轮毂，制造成本较高，故轿车及其他小型汽车不采用这种结构。但由于其工作可靠，故广泛用于轻型以上的各类汽车上。
5.2 半轴的设计与计算
半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时首先应合理地确定其计算载荷。 半轴的计算应考虑到以下三种可能的载荷工况：
a）纵向力X2最大时(X2＝Z2?)附着系数尹取0.8，没有侧向力作用；
b）侧向力Y2最大时，其最大值发生于侧滑时，为Z2?1中，，侧滑时轮胎与地面侧向附着系数?1，在计算中取1.0，没有纵向力作用；
c）垂向力Z2最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为(Z2-gw)kd，kd是动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力的作用。
由于车轮承受的纵向力、侧向力值的大小受车轮与地面最大附着力的限制，
2+Y22 即:Z2?=X2故纵向力X2最大时不会有侧向力作用，而侧向力Y2最大时也不会有纵向力作用。
5.3 全浮式半轴的设计计算
本课题采用带有凸缘的全浮式半轴，其详细的计算校核如下： a)全浮式半轴计算载荷的确定
全浮式半轴计算载荷可按车轮附着力矩M?计算，即
M?= m?2G2rr?
式中：
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G2—驱动桥最大静载荷，G2=0.8×12015×9.8N；
rr—车轮滚动半径rr=0.4976mm，； m?2—负荷转移系数，取1.1； ?—附着系数，取0.8；
已知：Temax＝430Nm；ig1＝7.48； i0＝6.33 ；ξ=0.6 计算结果：
M?=20624Nm； 半轴扭转切应力为
?? ?d3 式中：
16M? ?—半轴扭转切应力； d—半轴直径；
计算得：?=582.37MPa；
在设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选取可按下式进行：
d?K3M??1000
式中：
d—半轴杆部直径，mm；
K—直径系数，取0.205～0.218；
M?—为半轴计算转矩Nm。
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计算得：56.22?d?59.78mm，取d=56.5mm； 半轴的扭转角为
Ml?180?????GIp??? 式中：
?—扭转角； l—半轴长度900mm；
G—材料的切变模量，G=206MPa；
?d4 Ip—半轴断面的极惯性矩，Ip= 32
计算得Ip=1000446.06mm4；
代入数据得：?=2.34°
半轴的扭转切应力宜为500～700MPa；
5.4 半轴的结构设计及材料与热处理
为了使半轴的花键内径不小于其杆部直径，常常将加工花键的端部做得粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加，通常取10齿(轿车半轴)至18齿(载货汽车半轴)。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中。重型车半轴的杆部较粗，外端突缘也很大，当无较大锻造设备时可采用两端均为花键联接的结构，且取相同花键参数以简化工艺。在现代汽车半轴上，渐开线花键用得较广，但也有采用矩形或梯形花键的。
半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，
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35CrMnSi，35CrMnTi等。40MnB是我国研制出的新钢种，作为半轴材料效果很好。半轴的热处理过去都采用调质处理的方法，调质后要求杆部硬度为HB388—444(突缘部分可降至HB248)。近年来采用高频、中频感应淬火的口益增多。这种处理方法使半轴表面淬硬达HRC52～63，硬化层深约为其半径的1／3，心部硬度可定为HRC30—35；不淬火区(突缘等)的硬度可定在HB248～277范围内。由于硬化层本身的强度较高，加之在半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸处理、滚压半轴突缘根部过渡圆角等工艺，使半轴的静强度和疲劳强度大为提高，尤其是疲劳强度提高得十分显著。由于这些先进工艺的采用，不用合金钢而采用中碳(40号、45号)钢的半轴也日益增多。
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